手机射频工作原理与电路分析

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1、GSM手机射频工作原理与电路分析2007-1-27RFDBTEL1Outline匹配网络（Matching）收发双工器（Diplexer）声表面波滤波器(SAW)平衡网络（Balance）锁相环（PLL）收发器（Transceiver）衰减网络（Attenuation）功率控制环路（APC）滤波网络（Filter）其它2007-1-27RFDBTEL2匹配网络（Matching）匹配的定义：后级输入阻抗与前级输出阻抗共扼匹配网络的类型：L型T型Π型2007-1-27RFDBTEL3天线匹配的举例返回2007-1-27RFDBTEL4收发双工器（Diplexe

2、r）收发合用一路天线，因此使用天线收发双工器（AntennaSwitch）对接收为shortRXλ/4TX对发射为open为发射波长λ2007-1-27RFDBTEL5收发双工器的特性参数（TX/RX）FrequencyRange(MHz)InsertionLoss(dB)Attenuation(dB)V.S.W.R.Isolation(dB)Harmonics2xfo,3xfo(dBc)PowerCapacity(dBm)详见LMC33DataSheet返回2007-1-27RFDBTEL6声表面滤波器（SAW）在手机中，接受信号从天线开关到接收处理电路之

3、间采用声表面滤波器（SAW）声表面滤波器（SAW）可以提供较宽的通频带、较低的损耗，此外有的SAW器件还集成有将非平衡信号转换为平衡信号的功能。SAW的滤波特性详见SAWDataSheetlc03clc66e返回2007-1-27RFDBTEL7平衡网络（Balance）Balance电路构成：U分别经过低通、高通得到反相的UUIO1、O211LRUUIsO1jωCCUUωo1==I⋅11UIC+jωL−ωLRdiffjωCωCCUI⋅jωLωLRsUO2Uo2==UI⋅11R：特性阻抗+jωLωL−sLjωCωCR：输入阻抗diff2007-1-27RFD

4、BTEL8平衡网络（Balance）由计算可知UU始终有180度相差（Differential）O1、O2适合在Balance系统上传输。L、C的取值要求：Rs⋅Rdifff：系统中心频率L=2πfR：特性阻抗s1Rdiff：输入阻抗C=2πfRs⋅Rdiff该电路可能集成于SAW中2007-1-27RFDBTEL9差模、共模在Balance系统上的传输差模（DifferentialMode）ABI/PI/PO/PO/PCB的传输量为A的一半共模（CommonMode）I/PO/P返回2007-1-27RFDBTEL10锁相环（PLL）锁相环应用于滤波、频率

5、综合、调制解调、信号与检测等多个方面。锁相环四个基本构成元素基本构成电路分析锁相环在手机中应用举例2007-1-27RFDBTEL11锁相环四个基本构成元素鉴相器（PD）鉴频器（FD）鉴相鉴频（PFD）：PD/FD/PFD是一个相位/频率比较装置，用来检测输入信号与反馈信号之间的相位/频率差环路滤波器LoopFilter（LP）：LP一般为N阶低通滤波器电压控制振荡器（VCO）：VCO是一个电压--频率变换装置，输出振荡频率应随输入控制电压线性地变化参考信号源（Referencesignalsource）：参考信号源提供与反馈信号鉴相鉴频用的对比输入信号20

6、07-1-27RFDBTEL12PLLBlockDiagram返回2007-1-27RFDBTEL13基本构成电路分析鉴相器（PhaseDetector）电荷泵——环路低通滤波器（ChargePump——LoopFilter）压控振荡器（VoltageControlledOscillator）分频器（DIV）2007-1-27RFDBTEL14鉴相器（PhaseDetector）鉴相器的主要作用:检测输入信号与反馈信号之间的相位差。鉴相器的数学模型：θ(t)=θ(t)-θ(t)e1vVd(t)=Kdsinθe(t)θ(t)+1Kdsin()θ(t)v鉴相器的

7、数学模型返回2007-1-27RFDBTEL15电荷泵——环路低通滤波器（ChargePump——LoopFilter）电荷泵的的作用主要是：给锁相环路提供理想恒定的电流源，保持良好的线性关系，使得频率范围易于控制环路低通滤波器（LPF）由PFD的输出信号需经过低通滤波器再去控制VCO。一般采用电阻、电容构成积分形式的低通滤波器，它可以为单阶或多阶滤波器。它的通频带由电阻、电容参数决定，它的截止速度取决于其阶数。2007-1-27RFDBTEL16环路低通滤波器（LowPassFilter）phaseVCOdetectorRzCpR4C4CzTofurthe

8、rreducethephasenoiseofToim